内支撑支护数值模拟

最新 精品 范文 参考文献 专业论文 内支撑支护数值模拟内支撑支护数值模拟 内支撑支护数值模拟 摘要 本文对不平衡荷载下基坑发生的变形进做出对比分析 找出支护桩左右两侧在受到外界变化荷载产生的位移规律 关键词 支护桩 数值模拟 外界荷载 中图分类号 TV551 4 文献标识码 A 文章编号 1 引言 基坑支护设计主要考虑因素是周边环境情况 在实际工程中 由于周围施工机械 临时土堆和材料堆放等临时性荷载的影响产生 基坑两侧的荷载不同 本论文主要对基坑周围满布荷载采用二维有 限元模型进行计算分析 2 几何模型与参数的选取 设一基坑为矩形 纵向长度为 100m 宽度为 40m 开挖基坑支 护的深度取 lOm 支护结构采用直径为 0 9m 间距为 0 8m 的灌注桩 桩深 20m 采用两道支撑 第一道支撑采用的截面尺寸为 0 6m 0 8m 第二道支撑采用的截面尺寸为 0 8 0 9 支撑的水平 间距取 8m 桩和支撑材料均为 C30 的混凝土 土层分布及物理力学 性质如下 第 1 层土体为回填土 层厚为 2m 弹性模量为 10000kPa 泊松 比为 0 35 重度为 18KN 饱和重度为 19 KN 粘聚力为 10 kPa 内摩擦角为 25 第 2 层土体为风化土 层厚为 10m 弹性模量为 50000kPa 泊 松比为 0 33 重度为 19KN 饱和重度为 20 KN 粘聚力为 14kPa 内摩擦角为 20 第 3 层土体为风化岩 层厚为 9m 弹性模量为 kPa 泊松比为 0 3 重度为 20KN 饱和重度为 21 KN 粘聚力为 50kPa 内摩擦 角为 35 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 3 支护结构在非对称荷载的情况下数值模拟及分析 3 1 模型处理 1 土的计算深度为基坑开挖深度的 2 1 倍 计算宽度为自开 挖边界向外边取其开挖深度的 2 倍 2 边界条件 模型左右两边设置 x 方向的水平约束 模型底面 设置水平向及垂直方向的约束 3 两边对称设置的建筑物的荷载取 120kPa 假定 基坑一边受到的外界荷载 P1 由 15kPa 逐渐增大到 60kPa 另一边受到的外界荷载 P2 15kPa 一直为恒值 3 2 开挖工况 具体开挖工况为 工况一 把第一层土体开挖到支撑底部 并用混凝土浇筑第一 道支撑 工况二 若第一道支撑的混凝土强度达到设计要求时 开始把 第二层土体开挖到第二道支撑底面位置 并用混凝土浇筑第二道支 撑 工况三 若第二道支撑的混凝土强度达到设计要求时 把第三 层土开挖至 10m 分别考虑 a P1 P2 15kPa b Pl 30kPa P2 15kPa c Pl 45kPa P2 15kPa d P1 60kPa P2 15kPa 四种情况下的基坑开挖 可以得出支护结构受 不平衡荷载作用下产生的位移和内力在不同位置的变化情况 3 3 计算结果及分析 说明 S1 为支护桩在受荷载 P1 作用下左侧最大水平位移 S2 为支护桩在受荷载 P2 作用下右侧最大水平位移 1 在工况一的情况下 基坑开挖到第一道支撑的底部位置时 支撑还没有受到外界力的作用 桩体在四种不同的外部荷载 P1 P2 组合下作用产生的水平位移 如图 1 所示 由图 1 可以看出 1 在工况一的情况下 支撑没有受到力的作用时 桩顶的水 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 平位移最大 2 左侧的支护结构所受的外荷载 Pl 为 15kPa 时 左侧支护 桩桩身产生的最大水平位移 Sl 为 5 79mm 当外荷载为 60KPa 时 S1 为 8 624mm 右侧支护结构所受的外荷载 P2 为 15KPa 保持不变 当 P1 为 15KPa 时 右侧桩身最大水平位移 S2 为 5 79mm 当 P2 60KPa 时 S2 为 5 694mm 对于左侧桩体 水平位移逐渐增大 变 化幅度较大 右侧位移由于受到左侧荷载增大的影响而逐渐减小 但变化幅度不大 3 左侧桩身位移变化可以看出 靠近变化荷载的支护结构水 平位移变化相对较大 所以设计基坑时 需要考虑周围荷载的影响 确保基坑在外力作用下保持安全状态 2 在工况二的情况下 基坑开挖到第二道支撑底部的位置 第 一道支撑开始受到力的作用 左侧桩体 右侧桩体在四种不同的外 界荷载 P1 P2 组合下的水平位移 如图 2 所示 由图 2 可以看出 1 工况二下 与工况一相比 桩身最大位移不大于为工况一 的 2 倍 由此可以得出 悬臂开挖产生的水平方向的变形在基坑围 护结构产生的总变形中所占的分量比较大 2 左侧支护桩体在受外界荷载 P1 为 15kPa 左侧支护桩产 生的最大水平位移 S1 为 11 97mm 当受到的外界荷载 P1 达到 60kPa 与之相对应的最大位移 S1 则由 11 97mm 逐渐增至 15 49mm 右侧支护桩受到的外界荷载 P2 保持不变 右侧支护桩桩 身的水平位移 S2 变化幅度仍然很小 其最大位移逐渐减小 主要原 因是仍然受到左侧荷载增大的影响 3 在工况三的情况下 支护桩在四种不同的外界荷载 P1 P2 组合下产生的的水平位移 如图 3 所示 由图 3 可以看出 最新 精品 范文 参考文献 专业论文 1 工况三和工况二最大位移比较可知 工况三支护桩的水平 最大位移比工况二略小 原因是第二道支撑已经发挥作用 由两次 开挖产生的最大位移结果分析知 两道支撑共同限制支护结构的水 平位移 2 左侧支护桩在受到外界荷载 P1 为 15kPa 左侧支护桩的 最大水平位移 S1 为 11 38mm 当受到的外界荷载达到 60kPa 与之 相对应的 S1 由 11 58mm 增大到 15 16mm 右侧支护桩受到的外界 荷载 P2 保持不变 当 P1 为 15Kpa 时 右侧支护桩的最大水平水平 位移为 11 38mm 当 P1 为 60KPa 时 右侧支护桩的最大水平位移为 10 34mm 变化幅度约为 10 4 结语 由数值模拟知 基坑开挖产生的最大位移不大于 20mm 符合规 范要求 说明内支撑和支护桩的截面设计符合实际工程 由于在支 撑与支护桩之